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从物质的跨膜运输的实例可以看出,生 物膜对物质进出细胞是有选择性的.为 什么生物膜能够控制物质的进出呢?这 与生物膜的结构有什么关系? 每一种结构都是由化学物质构成的,那 么细胞膜具有什么样的组成成分呢? 19世纪末,欧文顿用500多种化学物质对植物 细胞的通透性进行上万次实验,发现问题:细胞膜 对不同物质的通透性不同。 非脂溶性物质 脂溶性物质 探索过程 1)对膜的化学成分提出假说 膜是由脂质组成的 时间:20世纪初 实验:科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学 分析 成果:确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。 红细胞的细胞膜 2)磷脂和蛋白质是通过什么样的 排列方式参与膜的构建的? 结论: 细胞膜中的脂质分子必然排列为 连续的两层! 3)科学家是如何得出这一结论 的? 实验:用丙酮从红细胞中抽提出脂质,在空 气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子 层的面积恰为红细胞表面积的两倍。 4)为什么磷脂分子在空气-水 界面上可以铺展成单分子层呢? 亲水头部 疏水尾部 磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分 子,磷酸“头”部是亲水的,脂肪酸“尾”部 是疏水的。 磷脂分子可以在空气和水的界面上 展开为一层 想一想? 5)细胞膜中的磷脂分子又为什 么会排成连续的两层呢? 连 续 两 层 排 列 6)细胞膜中还有蛋白质,那么 蛋白质又存在于什么位置呢? 1959年,罗伯特森利用电镜,获 得了清晰的细胞膜照片,显示暗—明—暗 的三层结构。 提出静态模型的观点 蛋白质—脂质—蛋白质(三层结构) 要点:①所有膜结构都相同 ②静态的结构 “蛋白质—脂质—蛋白质”三明治模型 质疑: 1)各种生物膜功能不同,应该结构也不同 2)细胞的生长、变形虫的变形运动等现象 不好解释 变形虫的变形运动 变形虫在吞噬草履虫 新的发现: 随着新技术的运用,科学家发 现膜蛋白并不是全部铺在脂质的 表面,有的蛋白质是镶嵌在脂质 双分子层中的。 时间:1970年 人物:费雷和埃迪登等 实验:将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标 记后融合 图:课本67页4-5 结论:细胞膜具有流动性 从而推翻了静止模型的观点 提出新的细胞膜模型 1972年,桑格和尼克森在新的观察和实验 证据的基础上,提出了流动镶嵌模型。 流动镶嵌模型的基本内容: 1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中 的蛋白质组成。还有少量的多糖。 2、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内 侧,亲水性头部朝向膜的外侧,组成生物 膜的基本骨架; 3、蛋白质或镶嵌在脂双层的表面,或嵌插 在其内部,或横跨整个磷脂双分子层,表现 出分布的不对称性。 4、在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的 蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白,叫做糖被。 有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂 糖蛋白的作用: 1有保护和润滑作用, 2还与细胞膜表面的识别有密切关系 5、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运 动的,体现了膜的流动性(结构特点) (1)磷脂分子的运动性 (2)膜蛋白的运动性 小结: 脂质 蛋白质 生物膜是由_______和__________组成的。 1.生物膜的组成: 2.生物膜的流动镶嵌模型。 磷脂双分子层 生物膜的流动模型认为,___________构成了膜的基 本骨架;构成生物膜的磷脂具有流动性;大多数蛋白质分 子也是可以运动的。 3.糖被的结构及功能。 蛋白质 糖被是细胞膜的外表,一层由细胞膜上的_________ 糖类 细胞识别 和______结合形成的糖蛋白,其作用是___________、 免疫反应 _________等。 课堂练习: 1.下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点?( A) A.细胞膜是选择透过性膜 B.细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C.细胞膜的分子结构具有流动性 D.有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动 2.人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁,吞噬侵入人 体内的病菌,这个过程的完成依靠细胞膜的( C )。 A.选择透过性 B.保护作用 C.流动性 D.自由扩散 3.一位细胞学家发现,当温度升高到一定程度时,细胞膜的面积 增大而厚度变小,其决定因素是细胞膜的( A )。 A.结构特点具有流动性 B.选择透过性 C.专一性 D.具有运输物质的功能